Polyvinylchlorid Geschichte, chemische Struktur, Eigenschaften und Verwendungen



Die Vinylpolychlorid Es ist ein Polymer, dessen industrielle Nutzung sich zu Beginn des 20. Jahrhunderts zu entwickeln begann, unter anderem aufgrund seiner niedrigen Kosten, seiner Haltbarkeit, seiner Beständigkeit und seiner thermischen und elektrischen Isolationsfähigkeit. Dies hat es ihm ermöglicht, Metalle in zahlreichen Anwendungen zu verdrängen und zu verwenden.

Wie der Name schon sagt, besteht es aus der Wiederholung vieler Vinylchloridmonomere, die eine Polymerkette bilden. Sowohl die Chloratome als auch das Vinyl werden n-mal im Polymer wiederholt, man kann also auch Polyvinylchlorid (Polyvinylchlorid, PVC, auf Englisch).

Darüber hinaus ist es eine formbare Verbindung, so dass es zum Bau zahlreicher Stücke in verschiedenen Formen und Größen verwendet werden kann. PVC ist hauptsächlich durch Oxidation korrosionsbeständig. Daher besteht kein Risiko für Ihre Exposition gegenüber der Umwelt.

Als ein negativer Punkt kann die Haltbarkeit von PVC ein Problem verursachen, da die Ansammlung von Abfall einen Beitrag zur Umweltverschmutzung leisten kann, die den Planeten seit mehreren Jahren betrifft.

Index

  • 1 Geschichte von Polyvinylchlorid (PVC)
  • 2 Chemische Struktur
  • 3 Eigenschaften
    • 3.1 Fähigkeit, Feuer zu verzögern
    • 3.2 Haltbarkeit
    • 3.3 Mechanische Stabilität
    • 3.4 Verarbeitung und Formbarkeit
    • 3.5 Beständigkeit gegenüber Chemikalien und Ölen
  • 4 Eigenschaften
    • 4.1 Dichte
    • 4.2 Schmelzpunkt
    • 4.3 Prozentsatz der Wasseraufnahme
  • 5 Verwendet
  • 6 Referenzen

Geschichte von Polyvinylchlorid (PVC)

Im Jahr 1838 entdeckte der französische Physiker und Chemiker Henry V. Regnault Polyvinylchlorid. Später stellte der deutsche Wissenschaftler Eugen Baumann (1872) eine Flasche mit Vinylchlorid dem Sonnenlicht aus und beobachtete das Aussehen eines festen weißen Materials: es war Polyvinylchlorid.

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts versuchten der russische Wissenschaftler Ivan Ostromislansky und der deutsche Wissenschaftler Frank Klatte vom deutschen Chemieunternehmen Griesheim-Elektron kommerzielle Anwendungen für Polyvinylchlorid zu finden. Sie waren frustriert, weil manchmal das Polymer starr war und manchmal war es zerbrechlich.

Im Jahr 1926 entwickelte Waldo Semon, ein Wissenschaftler, der für die B. F. Goodrich Company in Akron, Ohio, arbeitete, einen flexiblen, wasserdichten, feuerbeständigen Kunststoff, der sich mit Metall verbinden konnte. Dies war das von der Firma angestrebte Ziel und bildete die erste industrielle Verwendung von Polyvinylchlorid.

Die Herstellung des Polymers wurde während des Zweiten Weltkriegs intensiviert, da es in der Beschichtung von Kriegsschiffen verwendet wurde.

Chemische Struktur

Die Polymerkette aus Polyvinylchlorid ist im oberen Bild dargestellt. Die schwarzen Kugeln entsprechen den Kohlenstoffatomen, die weißen Kugeln entsprechen den Wasserstoffatomen und die grünen Kugeln entsprechen den Chloratomen.

Aus dieser Perspektive hat die Kette zwei Oberflächen: ein Chlor und ein Wasserstoff. Seine dreidimensionale Anordnung wird am einfachsten aus dem Vinylchloridmonomer und der Art, in der es Bindungen mit anderen Monomeren bildet, um die Kette zu bilden, sichtbar gemacht:

Hier besteht eine Zeichenfolge aus n Einheiten, die in Klammern eingeschlossen sind. Das Cl-Atom zeigt aus der Ebene (schwarzer Keil), obwohl es auch dahinter zeigen kann, wie mit den grünen Kugeln gesehen. Die H-Atome sind nach unten orientiert und können in gleicher Weise mit der Polymerstruktur überprüft werden.

Obwohl die Kette nur einfache Verbindungen aufweist, können sie aufgrund der sterischen (räumlichen) Behinderung von Cl-Atomen nicht frei rotieren.

Warum? Weil sie sehr sperrig sind und nicht genug Platz haben, um sich in andere Richtungen zu drehen. Wenn sie das taten, würden sie mit den benachbarten H-Atomen "schlagen".

Eigenschaften

Fähigkeit, Feuer zu verzögern

Diese Eigenschaft ist auf die Anwesenheit von Chlor zurückzuführen. Die Zündtemperatur von PVC beträgt 455 ° C, so dass die Gefahr von Verbrennungen und Bränden gering ist.

Darüber hinaus ist die Wärme, die das PVC beim Verbrennen freisetzt, geringer, wenn es aus Polystyrol und Polyethylen, zwei der meistverwendeten Kunststoffmaterialien, hergestellt wird.

Haltbarkeit

Unter normalen Bedingungen ist der Faktor, der die Haltbarkeit eines Produkts am meisten beeinflusst, seine Oxidationsbeständigkeit.

PVC hat Chloratome, die an das Kohlenstoffatom in seinen Ketten gebunden sind, wodurch es widerstandsfähiger gegen Oxidation ist als Kunststoffe, die nur Kohlenstoff- und Wasserstoffatome in ihrer Struktur aufweisen.

Die Untersuchung von PVC-Rohren, die seit 35 Jahren vergraben sind, die von der Japanischen Vereinigung für PVC-Rohre und Fittings durchgeführt wurden, zeigte keine Verschlechterung. Selbst seine Stärke ist vergleichbar mit neuen PVC-Rohren.

Mechanische Stabilität

PVC ist ein chemisch stabiles Material, das nur wenige Veränderungen in seiner molekularen Struktur und mechanischen Festigkeit aufweist.

Es handelt sich um ein langkettiges viskoelastisches Material, das anfällig für Deformationen aufgrund der kontinuierlichen Einwirkung einer äußeren Kraft ist. Seine Verformung ist jedoch gering, da seine molekulare Mobilität begrenzt ist.

Verarbeitung und Formbarkeit

Die Verarbeitung eines thermoplastischen Materials hängt von seiner Viskosität ab, wenn es geschmolzen oder geschmolzen wird.Unter dieser Bedingung ist die Viskosität von PVC hoch, sein Verhalten ist nicht sehr temperaturabhängig und stabil. Aus diesem Grund ist es mit dem PVC möglich, große und variable Formen herzustellen.

Beständigkeit gegenüber Chemikalien und Ölen

PVC ist beständig gegen Säuren, Laugen und fast alle anorganischen Verbindungen. PVC verformt sich oder löst sich in aromatischen Kohlenwasserstoffen, Ketonen und cyclischen Ethern, ist aber gegenüber anderen organischen Lösungsmitteln wie aliphatischen Kohlenwasserstoffen und halogenierten Kohlenwasserstoffen beständig. Auch seine Beständigkeit gegenüber Ölen und Fetten ist gut.

Eigenschaften

Dichte

1,38 g / cm3

Schmelzpunkt

Zwischen 100 ºC und 260 ºC.

Prozentsatz der Wasseraufnahme

0% in 24 Stunden

Aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung ist PVC in der Lage, sich während der Herstellung mit den Verbindungsnummern zu vermischen.

Durch Variation der Weichmacher und Additive, die in dieser Stufe verwendet werden, können verschiedene PVC-Typen mit einer Reihe von Eigenschaften wie Flexibilität, Elastizität, Schlagfestigkeit und Verhinderung von Bakterienwachstum erhalten werden.

Verwendet

PVC ist ein kostengünstiges und vielseitiges Material, das in Bauwesen, Gesundheitswesen, Elektronik, Automobilen, Rohren, Beschichtungen, Blutbeuteln, Kunststoffsonden, Kabelisolierungen usw. verwendet wird.

Es wird aufgrund seiner Festigkeit, Beständigkeit gegen Oxidation, Feuchtigkeit und Abrieb in vielen Konstruktionsaspekten verwendet. PVC ist ideal für Verkleidungen, für den Rahmen von Fenstern, Decken und Zäunen.

Es war besonders nützlich bei der Konstruktion von Rohren, da dieses Material keine Korrosion erfährt und seine Bruchrate nur 1% derjenigen von geschmolzenen Metallsystemen beträgt.

Es unterstützt die Änderungen der Temperatur und der Feuchtigkeit, die in der Verdrahtung verwendet werden können, die seine Beschichtung bildet.

PVC wird in der Verpackung von verschiedenen Produkten wie Dragees, Kapseln und anderen Elementen für medizinische Zwecke verwendet. Außerdem sind die Blutbanksäcke mit einem transparenten PVC konstruiert.

Da PVC erschwinglich, langlebig und wasserabweisend ist, ist es ideal für Regenmäntel, Stiefel und Duschvorhänge.

Referenzen

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  2. Die Herausgeber der Encyclopaedia Britannica. (2018). Polyvinylchlorid. Abgerufen am 1. Mai 2018 von: britannica.com
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